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高品质烫金烫出金字招牌
来源: 贝加莱作者: 贝加莱时间:2022-06-02 09:23:21点击:639

对于高端的消费品而言,烫金工艺呈现一种“金子招牌”的品牌传递,在各种酒类、日用化妆品、消费电子等诸多产品中,都会包含烫金工艺,因此,它是一种普遍存在的高端产品的包装后道工艺。

 

旭恒精工是中国印后加工设备领域的领军品牌,这是一家有着深厚的精益文化根基,这种根植于自管理团队到现场安装、服务人员身上的品质确保旭恒提供的每台设备都是稳定可靠运行。而另一方面,旭恒同样是一个用户体验导向的企业,因为,对旭恒而言,稳定可靠品质是用户需要的,而机器的功能性、易用性,以及维护便利性也是客户需要的—不断的技术创新,确保这家企业的设备销售往全世界,成为中国印后装备领域的一个“金字招牌”。

 

小批量多品种带来的挑战

随着消费市场的快速演变,小批量多品种的需求越发明显,这导致了原有的生产模式面临挑战。对于原有的大批量生产来说,尽管每次在更换烫金版和调校机器的过程会有一些难以避免的开机浪费,但是,这个整体量对生产任务来说较小。但是,随着订单变小,这个开机浪费就会成为占比不断加大,使得不良品率放大。另一方面,传统机器生产设置也对技师经验比较依赖,因此,这会导致不同的人,调校参数所需的时间、材料消耗不同,也使得品质的稳定性受到影响。

 

从旭恒的视角来说,客户的这种难题就意味着改善的机会,经过与多位合作的电气控制厂商的讨论,他们从贝加莱的系统看到了巨大的潜力。要解决这个问题,需要从物理和数据建模两个视角对整个机器进行重构,并能够使得其具有自适应性,即,更为智能的系统—来应对各种生产工况的变化,降低对人经验的依赖—而这需要重构机器的软件架构,而贝加莱的系统的开放性、以及团队在印包领域的专业也使得旭恒认为这是一个合适的开启这个合作的最佳伙伴。

 

EFOIL 1050是用来进行这个重构的目标设备,它能够达到7500次/小时的烫金速度,这是目前国内该领域设备的最高性能。双方团队达成了一致,在这个项目上,严格的遵循工程开发的项目计划制,确保项目在一个严格的定义和流程控制下,高品质、高效率的完成。


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良好的硬件基础

ACOPOS P3是一款位置环最快可达50μS且单个伺服驱动器可以配置3个伺服电机,在这里为电化铝箔横向和纵向送料及张力控制轴,以及模切单元的压力调节电机,计12个伺服轴的同步控制,借助于POWERLINK网络的微秒级刷新,可实现其高速同步能力。


在系统中,控制采用了Panel PC 3100来实现,该款Panel PC可以支持Windows/RTOS同时运行,可处理图形和实时任务的计算,并拥有非常好的开放连接能力。

 

烫金跳步算法

烫金是一种热转印技术,但是,对于电化铝箔的印刷而言,其成块印刷,而需要烫金的区域较小,因此,会需要据此进行跳步算法的设计,跳步算法实际上是一种最优材料使用的策略问题。需要通过建立模型,以及在材料表面设计出对应的伺服电机的牵引、回牵的变化组合,以获得最大的材料使用效率。


通过可视化的界面,用户输入烫金块的尺寸、间距、板隙等参数,系统会自行计算最优的跳步数据,并给出伺服轴的牵引和张力控制参数,以实现自动的烫金过程。


这个作为一个配方管理的方式,可以被存储,在下一次同样产品生产时可以被调用,以降低在这方面的调校时间。

 

基于物理建模的智能温控

 

由于烫金版实际温度的“不可测”特性,因为加热板的热量需经由蜂窝板传导到烫金块,而且,其会受到烫金面积、大小、速度、气体流动、外部环境的热量损耗等造成的温度影响。传统的烫金任务需要据此在出厂前加装的传感器来进行测试验证,并据此制定表格查询的方式来配置工艺系统。而这个又会受到实际工况变化的影响,会影响烫金品质。

 

贝加莱工程师,通过对加热板的热量经蜂窝板向烫金块的传递过程进行热传导建模,并在模型中考虑所有干扰传热的主要因素,如烫金速度、环境温度、烫金块大小、是否吹风等。因此,基于此模型可以计算出烫金块的准确温度,从而为温度控制提供反馈值。之后,控制策略中,在基于物理模型的温度反馈控制基础上, 融合前馈控制以补偿干扰引起的温度波动。


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所建立的物理模型可以精准地计算加热板到烫金块的热传导,因此无论工况变化或干扰,烫金块的实时温度都可以经由模型获取,从而为温度控制提供了准确的参考。最终,整体自适应温控的效果上佳,可以在烫金过程中保持温度的精准、稳定控制。

 

这种自适应性,使得机器摆脱了对人的经验的依赖,在更为频繁变化的生产中,能够自动配置更好的工艺参数,以获得稳定的生产品质。

 

数字化能力的提升

另外,随着越来越多的终端生产企业更加看重其数字化的集成能力,并且,随着旭恒的机器更多的出口到全球各个国家,从数字化视角,他们也希望达到几个关键的数字化服务能力的提升:

->数字化集成能力:由于贝加莱系统支持OPC UA及最新的Pub/Sub机制,这使得旭恒精工的机器可以作为Server为MES/ERP提供生产所需的数据,包括生产任务与进程、材料消耗、品质相关参数、OEE统计数据。

 

->远程维护与诊断的能力:通过安装于机器控制器旁边的SiteManager硬件,这是一个用于安全VPN通道连接的组件。而在任何地方,工程师可以在本地计算机打开客户端软件LinkManager,经由预先在云端配置的GateManager,连接到远程机器的SiteManager,即可对机器进行“远程桌面”操作在整个开发过程中,双方的机电工程师紧密合作,通过严格的项目进程管理确保了良好的项目进度、规范与标准的文档、以及软件的标准化,这使得整个机器的开发取得了巨大的成功。

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来自旭恒精工总经理谢强博士对此合作表示满意,他说“这款机器的智能化颠覆了行业里原有的工作方式,而达到了世界一流装备的水平,这凝聚了双方工程师的创新,以及严谨的工程开发与标准化模块化的设计思想。贝加莱,作为一个优秀的合作伙伴,也证明了我们当初的选择是明智的”。

 



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